Ultra-nagy teljesítményű beton

normál készbeton készítésekor a keverék legnagyobb aggregátumai 1-1/2 hüvelyktől 3/8 hüvelykig terjedhetnek, nyomószilárdsággal, amely akár 10 000 psi is lehet. A jó keverékek “jól osztályozottak”, ami azt jelenti, hogy a legnagyobb aggregátumok közötti üregek kisebb aggregátumokkal vannak kitöltve, és így tovább, amíg a lehető legkevesebb üres hely van. Az Ultra-nagy teljesítményű beton (UHPC) ilyen, kivéve, hogy az aggregátumok közötti üregek kitöltését “részecskecsomagolásnak” nevezik.”Sri Sritharan, a Wilkinson elnöke interdiszciplináris mérnöki Iowa State University Department of Civil, Construction, and Environmental Engineering, Ames, Iowa, hozzáteszi, hogy a részecskeméretek UHPC tartják nagyon kicsi, hogy hozzon létre egy sűrűbb mátrix, a legnagyobb mérete nem haladja meg a 600 Mikron (körülbelül akkora, ha egy szemcsés szilícium-dioxid homok). Ez segít növelni ezeknek a keverékeknek a standard nyomószilárdságát, amely meghaladja a 22 000 psi-t.

kezdetben reaktív Porbetonnak (RPG) hívták, de ez a kilencvenes évek közepén megváltozott, amikor UHPC néven vált ismertté. A termékkel kapcsolatos kutatások Dániából származnak 1964 – ben, a nagyobb szilárdságú betonkeverékek kifejlesztésére irányuló erőfeszítéseik részeként. Kutatásuk az alacsony víz / cement arányú, nagyon sűrű részecskecsomagolt keverékekre összpontosított, és az 1970-es években a szuperplasztikátorok (HRWR nagy hatótávolságú Vízcsökkentők) kifejlesztése tovább segítette az alacsony víz/cement arány elérését. Dominique Corvez, a Lafarge észak-amerikai Ductal alelnöke és vezetője, amelynek székhelye az Egyesült Államokban Chicagóban (Illinois) Található, azt mondja, hogy Franciaországban is elkezdték vizsgálni ezt a technológiát. A vállalkozók először kísérleteztek vele, de a Lafarge, a világ egyik legnagyobb cementgyártója kifejlesztett egy UHPC terméket, amelyet “Ductal” – nak hívtak, és ma is használják. Kezdetben minden tétel a semmiből készült, de ma már számos kereskedelmi gyártó csomagolt száraz keverékeket gyárt. A Lafarge Holcim ennek egyik legnagyobb gyártója.

az UHPC előnyei

a nyomószilárdság az UHPC jellemzésének legismertebb módja. Mint korábban említettük, a nyomószilárdság várhatóan a 22 000-30 000 psi tartományba esik, amelyet UHPC-nek kell tekinteni, de a nagy nyomáson és hő hatására kikeményedett UHPC kutatási tanulmányai eddig 116 000 PSI nyomószilárdságot eredményeztek. De vannak más egyedi előnyök is.

• nagy rugalmassági modulus (MOE), amely a 7500 ksi tartományban lehet
• nagy szakítószilárdság a normál betonhoz képest
• az UHPC nagy kötési szilárdsággal rendelkezik az acél megerősítéshez, és ez csökkentheti a betonelemek összekapcsolásához szükséges betonelhelyezés méretét
• kiváló ellenállással rendelkezik a fagyás-olvadás ciklusának, anélkül, hogy levegővonásra lenne szükség
• a szerkezeti elemek kisebbek és könnyebbek lehetnek a normál betonnal készítettekhez képest
• az építészek vékonyabb betonelemeket tervezhetnek, javítása építészeti megjelenése munkájuk
• ez egy nagyon sűrű anyag kapilláris pórusok megszűnt így áthatolhatatlan a víz és a só penetráció tömítése nélkül a felület
• ez nagyon alacsony zsugorodás és lehet használni, mint egy nem zsugorodik habarcs
• ez hűen átadja még a legfinomabb megkönnyebbülés öntött felületek így ideálisabb építészeti beton darab

összetevők a cél az UHPC van nagyon sűrű, át nem eresztő beton előállítása részecskecsomagolással-részecskeméretek rendezése a keverékben, így minimális üres hely van részecskék között-nagyon alacsony w / c arányú környezetben. Az önkonszolidáló betonhoz (SCC) hasonlóan az UHPC folyóképességét “elterjedésben” mérik, nem pedig hüvelyk visszaesésben. Spread átmérője 12-20 hüvelyk gyakori, így könnyű elhelyezni és megszilárdítása, ami nagyon nagy szilárdságú és jó ellenállás A környezeti károkkal szemben.

az UHPC-hez sokféle keverési terv létezik, de az alábbi összetevők egy részét vagy egészét felhasználják:

• Cement. A kissé hosszabb hidratációs eljárással rendelkező portlandcement előnyös
• őrölt mészkő. Finom aggregátumként
• homokként használják. A keverék legnagyobb méretű aggregátuma.
• kvarc por. Nagyon finomra őrölt szilícium-dioxid, amelyet létfontosságú részecskeméretek biztosítására használnak
• pernye. A kiegészítő cementkötésű anyag (SEM), amely szintén segít a részecske csomagolási folyamat
• szilícium-dioxid füst. A sem részecskeméret olyan kicsi, mint 1 mikron, hogy segítsen tömöríteni a keveréket.
• adalékok. Polikarboxilát szuperplasztikátorok (nagy hatótávolságú Vízcsökkentők), amelyeket a keverési és elhelyezési folyamat elősegítésére használnak, és nagyon alacsony w/c arányokat tesznek lehetővé
• szálak. Számos rostot használnak az UHPC keverékekben. Ezek közé tartozik; acél, üvegszál, poli vinil-acetát (PVA), polipropilén, és mások. Mindegyik mennyisége az alkalmazott anyagtól függ, de az acélszálakat általában a keverék térfogatának 2-3% – ában adagolják. Ez 0,5-0,8 köbláb rostnak felel meg, a szálak nagyon vékonyak, általában 0,2 milliméter átmérőjűek.
• víz. Az alacsony vízmennyiség, körülbelül a 0.2 víz / cement arány, csökkenti a zsugorodást és növeli a beton szilárdságát

keverés UHPC

az anyagok finomsága és a nagyon alacsony w/c arány miatt az UHPC keverékek keverése speciális felszerelést igényel. Sritharan szerint a legtöbb UHPC-t építkezéseken keverik össze nagy nyírású serpenyőkeverőkkel, de azt mondja, hogy olyan helyeken járt, ahol speciális kész keverékű teherautókat használtak. Az UHPC semmiből történő keveréséhez keverési folyamatra van szükség az összes finom por anyag megfelelő elosztásához. Ennek eredményeként a legtöbb UHPC építési alkalmazás ma előre zsákolt termékeket használ. Ebből és más okokból kevesebb, mint 1-1/2 köbméter általában összekeverjük egy időben.

hőkezelés

Sritharan azt mondja, hogy ha az UHPC-t gőzkeményítésnek vetik alá a 194 km-es tartományban, akkor nagy korai szilárdság alakul ki. A 48 órán át tartó gőzkeményedés lehetővé teszi az UHPC számára, hogy gyorsan elérje teljes erejét, és ha magas nyomást vezetnek be magas gőzhőmérséklettel, akkor még nagyobb mértékben növelheti az erőt.

építési alkalmazások

az UHPC előállítása költséges—sokkal magasabb, mint a szokásos betonkeverékek, és talán ez az oka annak, hogy az elfogadása lassú volt. De ha minden előnyét figyelembe vesszük, költséghatékony lehet. Az USA-ban jelenleg az infra-structure és a bridge construction a legnagyobb UHPC felhasználó, főleg az előregyártott hídelemek összekapcsolására. Ez a szokásos, hogy 18 inch erősítő rúd átfedések a megfelelő rögzítési de UHPC telepítés igényel csak 9 hüvelyk miatt kiváló kötés erejét. Ennek eredményeként ezeknek a csomópontoknak a betonfelülete sokkal kisebb, és nagyobb az ellenállás A környezeti feltételekkel szemben.

Sritharan szerint az iowai Közlekedési Minisztérium azt is kutatja, hogy az UHPC-t hídfedélzetként használják-e. Az 1-1-1/2 hüvelyk vastag fedvény végső védelmet nyújt a hídfedélzetekhez, mivel azokat nem érinti a só, más jégtelenítő vegyületek vagy a fagyás-olvadási ciklusok.

vékony építészeti Uhpc kompozit panelek

Kevin Gannon, RA, a Pennsylvaniai Turtle Creekben található Taktl LLC programfejlesztési igazgatója szerint az egyik legnagyobb problémájuk az építészeti UHPC (a|UHPC) megkülönböztetése a civil engineered ready mix termékektől, valamint a Taktl termékek permetezett GFRC vagy extrudált GFRC termékektől. Az a / UHPC csak nemfémes erősítő szálakat használ, és gyakran folyamatos hálót tartalmaz. Az UHPC panelek vékonysága miatt a keverék kialakítása és a gyártási módszerek előnyben részesítik a hajlítószilárdságot a nyomószilárdsággal szemben, miközben megtartják az UHPC-vel elvárt összes tartóssági tényezőt. Az UHPC anyagreferencia-szabványok legnagyobb forrása a szövetségi autópálya-Igazgatóság, az építészeknek specifikációs kihívásokkal kell szembenézniük. A Taktl nagy lépéseket tett az építészeti uhpc homlokzati alkalmazások referenciaszabványainak és kritériumainak meghatározása terén. Műszaki értékesítési és projektmenedzsment erőforrásaikat a tervezők oktatására és a vállalkozók támogatására összpontosítják.. “Miután használják a terméket, könnyen meghatározzák azt más projektekben” – teszi hozzá.

Taktl eredetileg összpontosított komplex injektált öntött UHPC öntvények mondja Jason Flannery, a vállalatok tervezési igazgatója. Ez volt a kinövése a fém kültéri lámpatest és lakberendezési üzlet. Elkezdték nézni a betont, mert hogyan lehet a homlokzatokra formálni. Azt mondja, hogy 2010-ben kezdték el gyártani az UHPC homlokzati paneleket, amit senki más nem csinált az Egyesült Államokban. Három évet töltött kutatással és berendezések fejlesztésével. “Korán úgy döntöttünk, hogy vertikálisan fejlesztjük az új vállalatot—a házon belüli munka minden szakaszát elvégezzük a penészfejlesztéstől és az építkezéstől a folyamatos félautomata öntési folyamat innovációjáig”-mondja. Ma az egyetlen üzleti uhpc építészeti beton és van egy 200.000 négyzetméter tető alatt 150 alkalmazottal. Tavaly gyártottak 1.5 millió négyzetlábnyi fa ons burkolat, beleértve a kórházakat, múzeumokat, egyetemi épületeket és vegyes felhasználású sokemeletes épületeket-vagy esővédő burkoló szerelvényekbe helyezett mező, vagy integrálva az egységesített fa ons rendszerekbe.

Dr. George Quercia, a Taktl kutatási igazgatója szerint UHPC Függönyfal paneleket gyártanak, amelyek csak 5/8 hüvelyk vastagok. Ezen a vastagságon belül két réteg háló, valamint üvegszálas megerősítés található. A tipikus panelméretek 4 x 10 láb, de akár 5 x 12 méretűek is lehetnek, és az egyes panelek kialakítása helyett túlméretezettek, és betonfűrészekkel méretre vágják őket. Ezek a panelek helyettesíthetik a 6 hüvelyk vastag normál beton Függönyfal előregyártott paneleket. A vékony panelek jelentősen csökkentik a szállítási költségeket, és gazdaságosan meghosszabbítják az építési projektek távolságát.

van egy másik előnye az építészeti öntésnek az UHPC – vel—a finoman részletezett penészfelületek hűen kerülnek át az öntvénybe a keverék nagyon kis aggregátumai és paszta szerkezete miatt. Ez lehetővé teszi egyre részletesebb penészfelületek létrehozását a lenyűgözőbb megjelenés elérése érdekében.

az uhpc értéke

bár újfajta betonnak tekintik, és nincs sok névfelismerése, az UHPC-nek számos előnye van. Nagy szilárdsága azt jelenti, hogy kevesebb anyagra van szükség ahhoz, amit a szokásos beton csinál. Ez lefordíthatja a könnyebb szerkezetek tervezését, kezdve a lábazatukkal. A víz és a környezeti feltételek, amelyek lerövidítik más típusú beton élettartamát, kevés hatással vannak az UHPC-re, mivel át nem eresztő jellege miatt sokkal hosszabb élettartamot biztosítanak. Matrica sokk okozhat, hogy nem ad ez egy második gondolat, de ez hiba lenne. Ha mindent figyelembe veszünk, az UHPC stratégiai használata alku lehet.